[发明专利]一种图像对比度增强方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其指对图像进行对比度增强的处理方法。

背景技术

近年来图像传感器发展迅速，比如CMOS（英文全称：Complementary Metal Oxide Semiconductor，中文全称：互补金属氧化物半导体）和CCD（英文全称：Charge Coupled Device，中文全称：电荷耦合元件）图像传感器，在销量不断攀升的同时对于图像的质量要求也越来越高，其中包括图像清晰度和通透性的要求，对比度增强是图像增强中的一种，目的是提高图像整体或部分的对比度，以改善视觉效果。图像对比度增强为增加图像清晰度和通透性的主要方法之一，指对图像各像素的亮度进行处理，使各像素的亮度对比更加明显，图像对比度增强的目的是按照人的主观要求对现有图像进行加工，以突出图像中的某些信息，削弱或除去默写不需要的信息，得到对具体应用来说更为实用的图像，或转换成一种更适合人或机器进行分析处理的形式。

现有的对比度增强按如下公式一进行，Y_IN为做对比度增强之前的各像素的亮度，Y_OUT为做对比度增强之后的各像素的亮度，Y_AVER为做对比度增强图像的平均亮度，K为斜率，斜率K为经验值，可人为设定。

Y_OUT=Y_IN+(Y_IN-Y_AVER)*K   （公式一）

令Kˊ=K+1,则K=Kˊ-1，代入上述公式一，改写成如下公式二：

Y_OUT=Y_AVER+(Y_IN-Y_AVER)*K'   （公式二）

要想实现图像对比度增强，则Kˊ的值应大于1，直线方程图如图1所示。可看出该直线方程图为过（Y_AVER,Y_AVER）的斜率为Kˊ的直线。采用该方程对目标图像进行对比度增强时，可看出将对目标图像中的所有像素进行处理，则目标图像中所有大于图像平均亮度的像素的亮度值都放大了，所有小于图像平均亮度的像素都变小了，从而达到图像对比度拉伸，明暗更加分明的效果。

然而，采用上述直线方程，意味着所有的场景都是用同一个斜率K，如果我们对于对比度很差的场景调好了斜率K，那么转到对比度较强的场景，就会显得对比度过强，图像看起来很不自然，如果我们对于对比度较好的场景调好了斜率K，转到对比度较弱的场景，对比度就会显得不够。可见现有对比度技术的环境适应性较差，在做图像对比度增强的过程中，所有大于图像平均亮度值的点的亮度值都得到了拉伸，放大了同样的倍数，而所有小于图像平均亮度值的点的亮度值都缩小了同样的倍数。有时我们会希望对比度增强效果强一点，这样我们就需要加大K的值，结果是对比度效果确实得到了增强，但是会有相当一部分图像上的大于图像平均亮度值的点的亮度值因为对比度拉伸变成了很大甚至到255，还有相当一部分图像上的小于图像平均亮度值的点的亮度值因为对比度拉伸变成很小甚至到0，最后导致做完图像对比度增强的图像中亮的地方过暴比较严重，而暗的地方过于黑暗。

发明内容

为解决现有图像对比度增强采用单一斜率，环境适应性差的问题，本发明实施例提供了一种图像对比度增强方法及系统。

本发明实施例一方面提供了一种图像对比度增强方法，包括如下步骤：

S1、预处理步骤：对目标图像进行预处理，获得目标图像上各像素的亮度，并统计所述目标图像上各亮度对应的像素个数；

S2、最小亮度、最大亮度获取步骤：将各亮度按大小排序；根据步骤S1中获得的各亮度对应的像素个数，按上述排序对各亮度相对应的像素个数进行累计计数，剔除所述累计计数小于某预设的最小累计数和大于某预设的最大累计数的像素；然后在保留后的各像素的亮度中，取亮度最小的为最小亮度MIN，取亮度最大的为最大亮度MAX；

S3、理想方差获取步骤：根据步骤S1中获得的亮度，获得目标图像的亮度的当前方差Y_DIFF；根据所述当前方差Y_DIFF，获得目标图像亮度的理想方差Y_DIFF'；

S4、修正差值获取步骤：根据步骤S2获得的最小亮度MIN、最大亮度MAX，获得所述目标图像的亮度的修正差值MMS；

S5、修正最小亮度获取步骤：根据步骤S2获得的最小亮度MIN，获得修正最小亮度MIN'；

S6、拉伸幅度获取步骤：预设对比度向上拉伸的最大幅度TH_MAX和对比度向下拉伸的最大幅度TH_MIN；根据上述步骤S3-S5中获得的理想方差Y_DIFF'、修正差值MMS和修正最小亮度MIN'，获得对比度向上拉伸的实际幅度TH_MAX'和对比度向下拉伸的实际幅度TH_MIN'；